公布日：2023.05.02
申請日：2022.11.18
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統及工藝，系統包括廢水收集池、第一多級攪拌反應槽、一級高效澄清固液分離裝置、第二多級攪拌反應槽、二級高效澄清固液分離裝置、藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置、一體化攪拌反應氣浮裝置、監測回用水池和污泥收集池，所述廢水收集池的出口依次連接第一多級攪拌反應槽和一級高效澄清固液分離裝置，一級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口依次連接第二多級攪拌反應槽和二級高效澄清固液分離裝置，二級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接一體化攪拌反應氣浮裝置，氣浮裝置的液體出口連接監測回用水池。本發(fā)明提高了處理效率，縮短了反應時(shí)間，還降低了高含氟廢水深度凈化處理的費用。
權利要求書(shū)
1.一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，包括廢水收集池、第一多級攪拌反應槽、一級高效澄清固液分離裝置、第二多級攪拌反應槽、二級高效澄清固液分離裝置、藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置、一體化攪拌反應氣浮裝置、監測回用水池和污泥收集池，所述廢水收集池的進(jìn)口接入高含氟廢水、出口連接第一多級攪拌反應槽，所述第一多級攪拌反應槽的出口連接一級高效澄清固液分離裝置，所述一級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接第二多級攪拌反應槽，底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第一多級攪拌反應槽，另一路連接至污泥收集池，所述第二多級攪拌反應槽的出口連接二級高效澄清固液分離裝置，所述二級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接一體化攪拌反應氣浮裝置、底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第二多級攪拌反應槽，另一路連接至污泥收集池，所述一體化攪拌反應氣浮裝置的液體出口連接監測回用水池。
2.根據權利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，所述廢水收集池的污水進(jìn)口處還設置有事故收集池，所述事故收集池的進(jìn)口用于事故時(shí)接入高含氟廢水，出口連接至污水調節池。
3.根據權利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，所述第一多級攪拌反應槽和第二多級攪拌反應槽分別設置有三格反應槽，并且每個(gè)反應槽內均設置有攪拌器，所述攪拌器采用變頻定速實(shí)現每級轉速符合試驗要求、強化混凝絮凝效果、形成重質(zhì)大團凡花。
4.根據權利要求1或3所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，所述第一多級攪拌反應槽、第二多級攪拌反應槽分別通過(guò)藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置向每一格反應槽內單獨投加藥劑，并且多級攪拌反應槽與進(jìn)入含氟廢水、藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置聯(lián)鎖，實(shí)現自動(dòng)化控制模式運行。
5.根據權利要求3所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，所述一級高效澄清固液分離裝置和二級高效澄清固液分離裝置的底部斜錐濃縮斗設有污泥排泥口，與污泥排泥口連接的回流管路分別連接至第一多級攪拌反應槽和第二多級攪拌反應槽的第二格反應槽。
6.根據權利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，所述一級高效澄清固液分離裝置和二級高效澄清固液分離裝置的內部設有刮泥機，用于將澄清固液分離裝置底部污泥刮入斜錐污泥濃縮斗；所述一級高效澄清固液分離裝置和二級高效澄清固液分離裝置的內部設有導流反射裝置，用于將絮凝重質(zhì)大團凡花擴散推流至澄清固液分離裝置的四周。
7.根據權利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，所述一體化攪拌反應氣浮裝置包括反應攪拌槽、氣浮裝置釋放倉、射流氣液混合溶氣罐和氣浮刮渣機，反應攪拌槽的入口連接二級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口，氣浮刮渣機將氣浮裝置的上浮污泥刮入其排渣槽再排至污泥收集池，在氣浮裝置中部設有集水管，通過(guò)集水管集清液排至監測回用水池。
8.根據權利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，所述監測回用水池設有用于回流的超越管，該超越管連接至所述一體化攪拌反應氣浮裝置的反應攪拌槽，且超越管上設有泵和閥。
9.根據權利要求1所述的一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，所述污泥收集池配有污泥脫水裝置；所述一級高效澄清固液分離裝置、二級高效澄清固液分離裝置、各個(gè)多級攪拌反應槽、一體化攪拌反應氣浮裝置及監測回用水池均設置有在線(xiàn)監測儀表，精準控制含氟濃度、流量與藥劑量投加匹配，監控-監測回用水池排放氟不超標。
10.一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化工藝，其特征在于包括如下步驟：步驟一、含氟廢水正常工況下進(jìn)入廢水收集池，事故狀態(tài)下進(jìn)入事故收集池，事故收集池內污水分質(zhì)定量提升至廢水收集池，然后廢水收集池內含氟廢水由提升泵輸送至第一多級攪拌反應槽；步驟二、高含氟廢水進(jìn)入第一多級攪拌反應槽后，同時(shí)開(kāi)啟攪拌器以及藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置，并根據污泥回流比計量，分別投加藥劑，含氟廢水在第一多級攪拌反應槽內進(jìn)行攪拌反應后，再進(jìn)入一級高效澄清固液分離裝置；步驟三、一級高效澄清固液分離裝置內污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入第一多級攪拌反應槽，底部污泥一部分回流至第一多級反應設施，一部分排至污泥收集池；步驟四、含氟廢水進(jìn)入第二多級攪拌反應槽后，同時(shí)開(kāi)啟攪拌器以及藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置，并根據污泥回流比計量，分別投加藥劑，含氟廢水在第二多級攪拌反應槽內進(jìn)行攪拌反應后，再進(jìn)入二級高效澄清固液分離裝置；步驟五、二級高效澄清固液分離裝置內污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入一體化攪拌反應氣浮裝置，底部污泥一部分回流至第一多級反應設施，一部分排至污泥收集池；步驟六、上清液自流至一體化攪拌反應氣浮裝置的反應攪拌槽，同時(shí)開(kāi)啟藥劑計量自動(dòng)投加裝置，然后攪拌混凝后進(jìn)入氣浮裝置釋放倉，同時(shí)開(kāi)啟射流氣液混合溶氣罐產(chǎn)生混合氣液，混合氣液經(jīng)釋放倉釋放器釋放出微氣泡，微氣泡上浮與進(jìn)入釋放倉的攪拌混凝液接觸，將混凝液浮托至氣浮裝置液固分離倉，液固浮托至液面再由氣浮裝置的刮渣機將渣泥刮入渣泥槽排至污泥池，最后設置在氣浮裝置中部的集水管將清液排至監測回用水池，若檢測到監測回用水池內水質(zhì)不合格，則開(kāi)啟超越管閥，將污水提升至一體化攪拌反應氣浮裝置進(jìn)行重復處理直至滿(mǎn)足排放標準。
發(fā)明內容
本發(fā)明基于上述高濃度含氟工業(yè)廢水水源含氟廢水凈化處理技術(shù)需求，針對其水質(zhì)特征和深度處理的要求，提供一種高、低濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統及工藝。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
一方面，本發(fā)明提供一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化系統，其特征在于，包括廢水收集池、第一多級攪拌反應槽、一級高效澄清固液分離裝置、第二多級攪拌反應槽、二級高效澄清固液分離裝置、藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置、一體化攪拌反應氣浮裝置、監測回用水池和污泥收集池，所述廢水收集池的進(jìn)口接入高含氟廢水、出口連接第一多級攪拌反應槽，所述第一多級攪拌反應槽的出口連接一級高效澄清固液分離裝置，所述一級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接第二多級攪拌反應槽，底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第一多級攪拌反應槽，另一路連接至污泥收集池，所述第二多級攪拌反應槽的出口連接二級高效澄清固液分離裝置，所述二級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口連接一體化攪拌反應氣浮裝置、底部斜錐濃縮斗的污泥排泥口分成兩路，其中一路作為污泥回流管路連接至第二多級攪拌反應槽，另一路連接至污泥收集池，所述一體化攪拌反應氣浮裝置的液體出口連接監測回用水池。
進(jìn)一步的，所述廢水收集池的污水進(jìn)口處還設置有事故收集池，所述事故收集池的進(jìn)口用于事故時(shí)接入高含氟廢水，出口連接至污水調節池。
進(jìn)一步的，所述第一多級攪拌反應槽和第二多級攪拌反應槽分別設置有三格反應槽，并且每個(gè)反應槽內均設置有攪拌器，所述攪拌器采用變頻定速實(shí)現每級轉速符合試驗要求、強化混凝絮凝效果、形成重質(zhì)大團凡花。
進(jìn)一步的，所述第一多級攪拌反應槽、第二多級攪拌反應槽分別通過(guò)藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置向每一格反應槽內單獨投加藥劑，并且多級攪拌反應槽與進(jìn)入含氟廢水、藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置聯(lián)鎖，實(shí)現自動(dòng)化控制模式運行。
進(jìn)一步的，所述一級高效澄清固液分離裝置和二級高效澄清固液分離裝置的底部斜錐濃縮斗設有污泥排泥口，與污泥排泥口連接的回流管路分別連接至第一多級攪拌反應槽和第二多級攪拌反應槽的第二格反應槽。
進(jìn)一步的，所述一級高效澄清固液分離裝置和二級高效澄清固液分離裝置的內部設有刮泥機，用于將澄清固液分離裝置底部污泥刮入斜錐污泥濃縮斗；所述一級高效澄清固液分離裝置和二級高效澄清固液分離裝置的內部設有導流反射裝置，用于將絮凝重質(zhì)大團凡花擴散推流至澄清固液分離裝置的四周。
進(jìn)一步的，所述一體化攪拌反應氣浮裝置包括反應攪拌槽、氣浮裝置釋放倉、射流氣液混合溶氣罐和氣浮刮渣機，反應攪拌槽的入口連接二級高效澄清固液分離裝置的頂部澄清液出口，氣浮刮渣機將氣浮裝置的上浮污泥刮入其排渣槽再排至污泥收集池，在氣浮裝置中部設有集水管，通過(guò)集水管集清液排至監測回用水池。
進(jìn)一步的，所述監測回用水池設有用于回流的超越管，該超越管連接至所述一體化攪拌反應氣浮裝置的反應攪拌槽，且超越管上設有泵和閥。
進(jìn)一步的，所述污泥收集池配有污泥脫水裝置；所述一級高效澄清固液分離裝置、二級高效澄清固液分離裝置、各個(gè)多級攪拌反應槽、一體化攪拌反應氣浮裝置及監測回用水池均設置有在線(xiàn)監測儀表，精準控制含氟濃度、流量與藥劑量投加匹配，監控-監測回用水池排放氟不超標。
另一方面，本發(fā)明還提供一種高濃度含氟廢水單元耦合深度凈化工藝，其包括如下步驟：
步驟一、含氟廢水正常工況下進(jìn)入廢水收集池，事故狀態(tài)下進(jìn)入事故收集池，事故收集池內污水分質(zhì)定量提升至廢水收集池，然后廢水收集池內含氟廢水由提升泵輸送至第一多級攪拌反應槽；
步驟二、高含氟廢水進(jìn)入第一多級攪拌反應槽后，同時(shí)開(kāi)啟攪拌器以及藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置，并根據污泥回流比計量，分別投加藥劑，含氟廢水在第一多級攪拌反應槽內進(jìn)行攪拌反應后，再進(jìn)入一級高效澄清固液分離裝置；
步驟三、一級高效澄清固液分離裝置內污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入第一多級攪拌反應槽，底部污泥一部分回流至第一多級反應設施，一部分排至污泥收集池；
步驟四、含氟廢水進(jìn)入第二多級攪拌反應槽后，同時(shí)開(kāi)啟攪拌器以及藥劑定量分級自動(dòng)投加裝置，并根據污泥回流比計量，分別投加藥劑，含氟廢水在第二多級攪拌反應槽內進(jìn)行攪拌反應后，再進(jìn)入二級高效澄清固液分離裝置；
步驟五、二級高效澄清固液分離裝置內污水經(jīng)澄清固液分離后，其上部的澄清液進(jìn)入一體化攪拌反應氣浮裝置，底部污泥一部分回流至第一多級反應設施，一部分排至污泥收集池；
步驟六、上清液自流至一體化攪拌反應氣浮裝置的反應攪拌槽，同時(shí)開(kāi)啟藥劑計量自動(dòng)投加裝置，然后攪拌混凝后進(jìn)入氣浮裝置釋放倉，同時(shí)開(kāi)啟射流氣液混合溶氣罐產(chǎn)生混合氣液，混合氣液經(jīng)釋放倉釋放器釋放出微氣泡，微氣泡上浮與進(jìn)入釋放倉的攪拌混凝液接觸，將混凝液浮托至氣浮裝置液固分離倉，液固浮托至液面再由氣浮裝置的刮渣機將渣泥刮入渣泥槽排至污泥池，最后設置在氣浮裝置中部的集水管將清液排至監測回用水池，若檢測到監測回用水池內水質(zhì)不合格，則開(kāi)啟超越管閥，將污水提升至一體化攪拌反應氣浮裝置進(jìn)行重復處理直至滿(mǎn)足排放標準。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明僅通過(guò)混凝反應-澄清分離物化法實(shí)現對高含氟廢水處理出水氟化物≤1mg/L。常歸方法通過(guò)氧化鋁/樹(shù)脂濾料過(guò)濾吸附后方可將含氟廢水處理出水氟化物≤1mg/L。該技術(shù)解決節省了氧化鋁/樹(shù)脂濾料過(guò)濾吸附法需要定期濾料再生和更換產(chǎn)生的費用，同時(shí)還避免了濾料再生廢液的處理，大大降低了高含氟廢水深度凈化處理費用。
本發(fā)明設置兩級混凝反應-固液澄清分離組合裝置，一、二級攪拌反應槽分別設配三級(快、中、慢)攪拌，攪拌轉速按實(shí)驗反應條件定速，攪拌過(guò)程采用變頻定速攪拌以及藥劑定量分級自動(dòng)投加，使進(jìn)水與藥劑得到充分混合接觸，提高反應速率，縮短反應時(shí)間，增強混凝-絮凝反應效果，實(shí)現對廢水高氟的去除。高效澄清固液分離裝置采用雙級導流反射布水裝置，含氟廢水經(jīng)混凝反應裝置自流至澄清固液分離裝置進(jìn)口進(jìn)入導流反射布水裝置，將混凝液在槽/池內推流分布均勻，克服了傳統澄清槽/池布水不均、導流流速高和紊流嚴重等問(wèn)題，從而顯著(zhù)提高澄清分離效果。
本發(fā)明的氣浮裝置，將傳統溶氣罐改進(jìn)為射流氣液混合溶氣罐，改變傳統氣液比調控難以致氣液比低，微氣泡浮托力差導致處理效率低的問(wèn)題。采用射流式氣液混合溶氣罐，增強液氣混合，選配專(zhuān)有釋放器以提高釋放效率及抗堵功能，從而使系統實(shí)現高效除氟的目的。
本發(fā)明采用澄清裝置底部斜錐濃縮斗重質(zhì)污泥回至攪拌反應裝置，利用重質(zhì)污泥及污泥中未反應藥劑與含氟廢水混合反應，提高污泥與混合液的絡(luò )合和絮凝效果，以及藥劑水解產(chǎn)物對氟的離子交換和物理吸附等幾種反應的共同作用，形成重質(zhì)大團凡花，提高固液快速分離沉降，大大提高了澄清效率。
本發(fā)明總去除率比現行技術(shù)提高70％-80％，出水氟含量≤1.0mg/l。在相對深度處理條件下，系統效率的提高，降低了設施建設投資和處理成本。
（發(fā)明人：王慶芬;丁晟頡）
